Baixe tensões no solo e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Civil, somente na Docsity! TENSÕES NO SOLO 1 INTRODUÇÃO O solo ao sofrer solicitações se deforma, modificando o seu volume e forma iniciais. A magnitude das deformações apresentadas pelo solo irá depender de suas propriedades elásticas e plásticas e do carregamento a ele imposto. O conhecimento das tensões atuantes em um maciço de terra, sejam elas devido ao peso próprio ou provenientes de um carregamento em superfície (alívio de cargas provocado por escavações) é de vital importância no entendimento do comportamento de praticamente todas as obras de Engenharia geotécnica. Nos solos ocorrem tensões devidas ao seu peso próprio e a carregamentos externos. As tensões induzidas por carregamentos externos serão tratados na disciplina MECÂNICA DOS SOLOS II. 2. CONCEITO DE TENSÕES NUM MEIO PARTICULADO Para o estudo das tensões no solo aplica-se os conceitos da Mecânica dos SÓLIDOS DEFORMÁVEIS aos SOLOS, para tal deve-se partir do CONCEITO DE TENSÕES. Considera-se que o solo é constituído de um sistema de partículas e que FORCAS APLICADAS a eles são transmitas de partícula a partícula, como também são suportadas pela água dos vazios. As FORÇAS APLICADAS são transmitidas de partícula a partícula de forma complexa e dependendo do tipo de mineral. No caso de PARTÍCULAS MAIORES, em que as três dimensões ortogonais são aproximadamente iguais, como são os grãos de silte e de areia a transmissão de forças se faz através do contado direto mineral a mineral. No caso de PARTÍCULAS DE MINERAL ARGILA sendo elas em numero muito grande, as forças em cada contato são muito pequenas e a transmissão pode ocorrer através da água quimicamente adsorvida. Em qualquer caso, entretanto, a transmissão se faz nos contatos e, portanto, em áreas muito reduzidas em relação a área total envolvida. Um corte plano numa massa de solo interceptaria grãos e vazios e, só eventualmente alguns contatos. Considere- se, porém, que tenha sido possível colocar uma placa plana no interior do solo como se mostra esquematicamente na Figura 1. Diversos grãos transmitirão forças à placa, forças estas que podem ser decompostas em forças normais e tangenciais à superfície da placa. Como é impossível desenvolver modelos matemáticos com base nestas inúmeras forças, a sua ação é substituída pelo conceito de Tensão em um ponto (desenvolvido pela mecânica do contínuo). “De acordo com a mecânica do contínuo o estado de tensão em qualquer plano passando por um ponto em um meio contínuo é totalmente especificado pelas tensões atuantes em três planos mutuamente ortogonais, passando no mesmo ponto. O estado de tensões é completamente representado pelo tensor de tensões naquele ponto. O tensor de tensões é composto de nove componentes, formando uma matriz simétrica.” A TENSÃO NORMAL é a somatória das forças normais ao plano, dividida pela área total que abrange as partículas em que estes contatos ocorrem: área N∑=σ E a TENSÃO CISALHANTE é a somatória das forças tangenciais, dividida pela área. área T∑=τ O que se considerou para o contato entre o solo e a placa pode ser também assumido como válido para qualquer outro plano, como o plano P na figura 1. 3. TENSÖES DEVIDAS AO PESO PRÓPRIO DO SOLO Nos solos, ocorrem tensões devidas ao peso próprio e às cargas aplicadas. Na análise do comportamento dos solos, as tensões devidas ao peso tem valores consideráveis, e não podem ser desconsideradas. Quando a superfície do terreno é horizontal, aceita-se intuitivamente, que a tensão atuante num plano horizontal a uma certa profundidade seja normal ao plano. De fato, estatisticamente, as componentes das forças tangenciais ocorrentes em cada contato tendem a se contrapor, anulando a resultante. Num plano horizontal, acima do nível de água, como o plano A mostrado na figura 2, atua o peso de um prisma de terra definido por este plano. O peso do prisma dividido pela área, indica a tensão vertical: An n V zárea V γ=γ=σ Quando o solo é constituído de camadas aproximadamente horizontais, a tensão vertical resulta da somatória do efeito das diversas camadas. A figura 3 mostra um diagrama de tensões com a profundidade de uma seção de solo, por hipótese seco.
